JPS5879756A - 非晶質シリコンイメ−ジセンサ− - Google Patents
非晶質シリコンイメ−ジセンサ−Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14665—Imagers using a photoconductor layer
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は非晶質シリコンを用いたイメージセンサ−に関
するものである。
するものである。
ファクシミリを家庭内に普及するために装置の小型化が
望まれている。このような装置の小型化にあたって最も
障害となっているのが光電変換系の大きさである。
望まれている。このような装置の小型化にあたって最も
障害となっているのが光電変換系の大きさである。
従来の7アクシ電りの光電変換デバイス(以下イメージ
センサ−と略す)はMOS形あるいはCCD形等の半導
体ICが用いられてきた。しかしこの半導体イメージセ
ンサ−はチップの大きさが数■角と小さく1例えば20
s+幅のム4版原稿を電気信号に変換するには原稿像を
数1幅に縮少するための光学系が必要であり、そのため
の光路長(14版幅で50〜60 cm )の確保が装
置小型化のネックとされてきた。
センサ−と略す)はMOS形あるいはCCD形等の半導
体ICが用いられてきた。しかしこの半導体イメージセ
ンサ−はチップの大きさが数■角と小さく1例えば20
s+幅のム4版原稿を電気信号に変換するには原稿像を
数1幅に縮少するための光学系が必要であり、そのため
の光路長(14版幅で50〜60 cm )の確保が装
置小型化のネックとされてきた。
この問題解決法として密着型イメージセンナ−とよばれ
るイメージセンサ−が注目されている。
るイメージセンサ−が注目されている。
これは原稿幅と同じ寸法の光電変換領域をもった人溜の
イメージセンサ−で原稿に密着させて用いるので、原稿
像を縮少するためのレンズ光学系を使用しなくても良い
ため装置の大、幅な小型化が達成される。このような密
着型イメージセンナ−に使用される充電変換材料として
はすぐれた光電変換特性を有し、かつ大面積に一様に形
成できることが必要である。このような材料として、砒
素−セレンーテルル系アモルファス牛導体や硫化カド之
つム、セレン化カド之つム等を使用したものが現在研究
開発中であるがこれらの材料は砒素、カド之つム、七し
ンのような公害物質が含まれていたり、熱的安定性が悪
いなどの問題点があった。
イメージセンサ−で原稿に密着させて用いるので、原稿
像を縮少するためのレンズ光学系を使用しなくても良い
ため装置の大、幅な小型化が達成される。このような密
着型イメージセンナ−に使用される充電変換材料として
はすぐれた光電変換特性を有し、かつ大面積に一様に形
成できることが必要である。このような材料として、砒
素−セレンーテルル系アモルファス牛導体や硫化カド之
つム、セレン化カド之つム等を使用したものが現在研究
開発中であるがこれらの材料は砒素、カド之つム、七し
ンのような公害物質が含まれていたり、熱的安定性が悪
いなどの問題点があった。
一方、低価格太陽電池用材料として最近注目されている
非晶質シリコンはすぐれた光導電材料であり、すでに太
陽電池の他、電子写真や撮像用ビディコンへの応用研究
が開始されている。この非晶質シリコンは通常モノシラ
ンのグロー放電分解またはシリコンの反応性スパッター
で形成され、大面積で均一な薄膜が容易に得られること
、また構成惣質は無公害なシリコンと水責であることな
どの特長を有する。非晶質シリコンを密着型イメージセ
ンサ−に応用する場合には非晶質シリコンの暗時の抵抗
率が109〜10119−aと比較的大きいことを利用
し、かつ光導電率が硫化カドミウム等に比べて小さいこ
とから蓄積型で動作させるようKする。この蓄積型の動
作は走査時間内に光によって発生した電荷によってセン
サー表面に保持されていた電荷を消去する方法がとられ
ている。
非晶質シリコンはすぐれた光導電材料であり、すでに太
陽電池の他、電子写真や撮像用ビディコンへの応用研究
が開始されている。この非晶質シリコンは通常モノシラ
ンのグロー放電分解またはシリコンの反応性スパッター
で形成され、大面積で均一な薄膜が容易に得られること
、また構成惣質は無公害なシリコンと水責であることな
どの特長を有する。非晶質シリコンを密着型イメージセ
ンサ−に応用する場合には非晶質シリコンの暗時の抵抗
率が109〜10119−aと比較的大きいことを利用
し、かつ光導電率が硫化カドミウム等に比べて小さいこ
とから蓄積型で動作させるようKする。この蓄積型の動
作は走査時間内に光によって発生した電荷によってセン
サー表面に保持されていた電荷を消去する方法がとられ
ている。
このため暗時に紘走査時間中にセンサー表面に与えられ
た電荷を保持する必要がある。したがって10”〜10
12Ω−dの抵抗率をもつ非晶質シリコンをイメージセ
ンサ−として使うには更に見かけ上の抵抗率を大きくす
るために電極からの電荷の注入を阻止したブロッキング
構造にすることが望ましい。この電極からの電荷の注入
を阻止するために電子に対するブロッキング層としてP
型非晶質シリコン、正孔に対するブロッキング層として
8i、N4. Sin、等の透明誘電膜を用いる。とこ
ろがこの透明誘電膜の膜厚は光によって生成したキャリ
アを電極に輸送する必要があることから約200AQ度
と非常に薄くしなければならない。
た電荷を保持する必要がある。したがって10”〜10
12Ω−dの抵抗率をもつ非晶質シリコンをイメージセ
ンサ−として使うには更に見かけ上の抵抗率を大きくす
るために電極からの電荷の注入を阻止したブロッキング
構造にすることが望ましい。この電極からの電荷の注入
を阻止するために電子に対するブロッキング層としてP
型非晶質シリコン、正孔に対するブロッキング層として
8i、N4. Sin、等の透明誘電膜を用いる。とこ
ろがこの透明誘電膜の膜厚は光によって生成したキャリ
アを電極に輸送する必要があることから約200AQ度
と非常に薄くしなければならない。
このため複数個(A4版の原稿用のイメージセンサ−で
1700個)の島状透明導電膜を含む電極が付イi基f
E (fA述の砒素−セレンーテルル系アモリファス牛
導体密着型イメージセンサ−で実際に泪いられている)
の上に約20OAの透明誘電膜プリ、キング層のある非
晶質シリコンセンサーを形成すると電極の段差(透明導
電膜の厚さと取出し電極の厚さを加えた段着で150O
A以上)のためにブロッキング効果が不完全になり暗時
の電荷保持特性が悪くなることがあった。
1700個)の島状透明導電膜を含む電極が付イi基f
E (fA述の砒素−セレンーテルル系アモリファス牛
導体密着型イメージセンサ−で実際に泪いられている)
の上に約20OAの透明誘電膜プリ、キング層のある非
晶質シリコンセンサーを形成すると電極の段差(透明導
電膜の厚さと取出し電極の厚さを加えた段着で150O
A以上)のためにブロッキング効果が不完全になり暗時
の電荷保持特性が悪くなることがあった。
本発明性非晶質シリコン密着型イメージセンサ−のこの
ようなブロッキング効果の不完全性を軽減し、暗時の電
荷保持特性を改善するものである。
ようなブロッキング効果の不完全性を軽減し、暗時の電
荷保持特性を改善するものである。
本発明によれば電極の段差を小さくシ、なおかつ段差部
分の有効長を短かくすることによって電極段差の影響を
小さくしたイメージセンサ−が得られる。センサーの構
造は下部透明誘電膜と1010Ω−α以上の高抵抗非晶
質シリコン層、10@Ω−α以上10°Ω−α以下のP
型非晶質シリコンおよび複数個の分離された金属電極群
が、細長く島状(A4版用のセンサーのときは約22閏
)に形成された透明導電膜上のストライブ状に窓を開け
て形成された金属電極の付いた基板上に、順次形成され
ていることを特徴とする。この時ブロッキング層の下の
電極の段差は透明導電膜の段差部分と遮光のための金属
電極の段差部分が直接型なりあうことがないためにそれ
ぞれの厚さの約5ooXと約1000Xとなり前述の1
50OAよりも小さくなる。しかも、この透明導電膜を
含む電極は複数個に分離していないために、従来のよう
に狡い個別電極間に薄いブロッキング層を形成しなくて
も良く、比較的平坦な電極上にブロッキング層を形成す
れば良い。またこの段差の実質長さも減少しブロッキン
グ効果が改善でき、暗時の電荷保持特性が良くなる。
分の有効長を短かくすることによって電極段差の影響を
小さくしたイメージセンサ−が得られる。センサーの構
造は下部透明誘電膜と1010Ω−α以上の高抵抗非晶
質シリコン層、10@Ω−α以上10°Ω−α以下のP
型非晶質シリコンおよび複数個の分離された金属電極群
が、細長く島状(A4版用のセンサーのときは約22閏
)に形成された透明導電膜上のストライブ状に窓を開け
て形成された金属電極の付いた基板上に、順次形成され
ていることを特徴とする。この時ブロッキング層の下の
電極の段差は透明導電膜の段差部分と遮光のための金属
電極の段差部分が直接型なりあうことがないためにそれ
ぞれの厚さの約5ooXと約1000Xとなり前述の1
50OAよりも小さくなる。しかも、この透明導電膜を
含む電極は複数個に分離していないために、従来のよう
に狡い個別電極間に薄いブロッキング層を形成しなくて
も良く、比較的平坦な電極上にブロッキング層を形成す
れば良い。またこの段差の実質長さも減少しブロッキン
グ効果が改善でき、暗時の電荷保持特性が良くなる。
次に本発明を実施例により説明する。第1図は従来型基
板上に非晶質シリコンイメージセンサ−を形成した時の
概略図であり、第2vJは本発明による密着型イメージ
センサ−の概略図である。第1図において、透明基板1
1上に透明導電膜12として酸化スズ又は酸化インヂウ
ムスズをMn500X、庶光層および取出し電極13と
してクロムを1oooX、コンタクトバッド14として
金を1μm彫成計重島状の電極群をエツチング加工して
センサー基鈑を形成する。この島状電極の寸法はセンサ
ーの解像度によって決定づけられるが通常8ドツ)7m
のセンサーでは100μm輻の寸法をもち島状電極間隙
は25μmである。このような島状電極群の付いた基板
上に正孔のプaツキング層15としてSt、N、 を
zooi、+r賢ンを20 pprnppmドープ抵抗
非晶質シリコン16を2.54m、ボロンを250 p
pmドープしたP型非晶質シリコン層17を0.3μm
形成する。この非晶質シリコンおよび81□N4 はシ
ランあるいはシランと窒素、アンモニア等の気体を0.
05〜5’rorrの真空度に保った装置内でグロー放
電分解法で形成するが、シリコンの反応性スパッタ法で
も形成可能である。また高抵抗非晶質シリコン層には酸
素又は酸素とボロンをドープした非晶質シリコン層を用
いてもセンサーとしての機能をそなえていることが確認
されている。このようにして最後に共通電極18として
フル1ニウムを長さ20e11g厚さ0.5μm形成し
て密着型イメージセンサ−を形成する。このときブロッ
キング効果を低減させる電極部段差は主に膜厚のうすい
81.N。
板上に非晶質シリコンイメージセンサ−を形成した時の
概略図であり、第2vJは本発明による密着型イメージ
センサ−の概略図である。第1図において、透明基板1
1上に透明導電膜12として酸化スズ又は酸化インヂウ
ムスズをMn500X、庶光層および取出し電極13と
してクロムを1oooX、コンタクトバッド14として
金を1μm彫成計重島状の電極群をエツチング加工して
センサー基鈑を形成する。この島状電極の寸法はセンサ
ーの解像度によって決定づけられるが通常8ドツ)7m
のセンサーでは100μm輻の寸法をもち島状電極間隙
は25μmである。このような島状電極群の付いた基板
上に正孔のプaツキング層15としてSt、N、 を
zooi、+r賢ンを20 pprnppmドープ抵抗
非晶質シリコン16を2.54m、ボロンを250 p
pmドープしたP型非晶質シリコン層17を0.3μm
形成する。この非晶質シリコンおよび81□N4 はシ
ランあるいはシランと窒素、アンモニア等の気体を0.
05〜5’rorrの真空度に保った装置内でグロー放
電分解法で形成するが、シリコンの反応性スパッタ法で
も形成可能である。また高抵抗非晶質シリコン層には酸
素又は酸素とボロンをドープした非晶質シリコン層を用
いてもセンサーとしての機能をそなえていることが確認
されている。このようにして最後に共通電極18として
フル1ニウムを長さ20e11g厚さ0.5μm形成し
て密着型イメージセンサ−を形成する。このときブロッ
キング効果を低減させる電極部段差は主に膜厚のうすい
81.N。
層15のところに存在し、その厚さは図からあきらかな
ように透明導電膜12と度光!113の膜厚の和で1s
ooiである。またこの段差は各個別電極**に生じて
おり、この電極間は25μmと非常に挾<=81aNa
を形成するときのグルー放電が電極のシールド効果に
より侵入しに<<5laN4が段差に付着しにくい。
ように透明導電膜12と度光!113の膜厚の和で1s
ooiである。またこの段差は各個別電極**に生じて
おり、この電極間は25μmと非常に挾<=81aNa
を形成するときのグルー放電が電極のシールド効果に
より侵入しに<<5laN4が段差に付着しにくい。
ところが本発明による112図の実施例ではガラス基板
上21に輻100μmo窓をあけた幅3■長さ201厚
さ100OXのりpムの度光膜22と輻2■長さ205
+厚さ5ooXo透明導電膜(例えば酸化スズ)23を
付けてセンサー基板とする。
上21に輻100μmo窓をあけた幅3■長さ201厚
さ100OXのりpムの度光膜22と輻2■長さ205
+厚さ5ooXo透明導電膜(例えば酸化スズ)23を
付けてセンサー基板とする。
この基板上に正孔のブロクキング層24として81、N
4 を約20OA、高抵抗非晶質シリコン層25をλ
5μm、Pfi非晶質シリコン層26を00−3j1順
次形成し、Ik後に個別電極27としてアルミニウムを
0.5μm蒸着し、100μm幅にエツチング加工して
イメージセンサ−を形成する。
4 を約20OA、高抵抗非晶質シリコン層25をλ
5μm、Pfi非晶質シリコン層26を00−3j1順
次形成し、Ik後に個別電極27としてアルミニウムを
0.5μm蒸着し、100μm幅にエツチング加工して
イメージセンサ−を形成する。
このように形成されたイメージ七ンす−においては、膜
厚のうすいS i s N4 ブロクキング層24に
生ずる段差はそれぞれ500XとtoooXになり第1
11の150OAよりも軽減される。しかも第1図のよ
うな各個別電極間の段差溝がないため、ブロクキング層
24が段差壁につきやすくなるという利点を持ち、第1
図と比べると、段差の実質長さも短かくなり、ブロッキ
ング効果が改善できる。
厚のうすいS i s N4 ブロクキング層24に
生ずる段差はそれぞれ500XとtoooXになり第1
11の150OAよりも軽減される。しかも第1図のよ
うな各個別電極間の段差溝がないため、ブロクキング層
24が段差壁につきやすくなるという利点を持ち、第1
図と比べると、段差の実質長さも短かくなり、ブロッキ
ング効果が改善できる。
実際にブロッキング効果の評価として、センサーの暗時
における信号出力を測定したところ蓄積時間を2o m
i@cとした時の第1図の1#造のセンサーの暗時にお
ける出力が50 rnVに対し本発明による第2図のw
童のセンサーは8 mVと小さくなり光照射時の信号と
のS/N比は6.25倍改善された。
における信号出力を測定したところ蓄積時間を2o m
i@cとした時の第1図の1#造のセンサーの暗時にお
ける出力が50 rnVに対し本発明による第2図のw
童のセンサーは8 mVと小さくなり光照射時の信号と
のS/N比は6.25倍改善された。
以上のように本発明は、非晶質シリコンを用いた密着皇
イメージセンサ−の実用化にとって非常に有用であるこ
とは明らかである。
イメージセンサ−の実用化にとって非常に有用であるこ
とは明らかである。
l11図は従来型基板上に形成した非晶質シリコンイメ
ージセンサ−の概略図であり、図中11は透明ガラス基
板、12は酸化スズ導電膜、13は度光および取出電極
、14は金のコンタクトパッド、15は8 i 、N、
ブロッキング層、16は高抵抗非晶質シリコン層、17
はP型押晶質シリコン層、18は共通アルミニウム電極
、19は入射光をそれぞれ示す。 第2図線本発明による非晶質シリコンイメージセンサ−
の概略図であり、図中21は透明ガラス基板%22はク
ロムの度光膜、23は酸化スズ透明導電膜、24は8i
、N4 ブロッキング層、25は高抵抗非晶質シリコン
層、26はP型非晶實シリコン層、27けアルミニウム
個別電極をそれぞれ示す。
ージセンサ−の概略図であり、図中11は透明ガラス基
板、12は酸化スズ導電膜、13は度光および取出電極
、14は金のコンタクトパッド、15は8 i 、N、
ブロッキング層、16は高抵抗非晶質シリコン層、17
はP型押晶質シリコン層、18は共通アルミニウム電極
、19は入射光をそれぞれ示す。 第2図線本発明による非晶質シリコンイメージセンサ−
の概略図であり、図中21は透明ガラス基板%22はク
ロムの度光膜、23は酸化スズ透明導電膜、24は8i
、N4 ブロッキング層、25は高抵抗非晶質シリコン
層、26はP型非晶實シリコン層、27けアルミニウム
個別電極をそれぞれ示す。
Claims (1)
- 直線状に窓が開けられた金属電極と透明導電膜が付着さ
れた透明基板上に、透明誘電膜、10菖・ρ−個以上の
高抵抗非晶質シリコン、10’、G −es以上101
1Ω−1以下のP型非晶質シリコン、および分離された
複数個の金属電極群が順次積層して形成されたことを特
徴とする非晶質シリコンイメージセンサ−0
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56178054A JPS5879756A (ja) | 1981-11-06 | 1981-11-06 | 非晶質シリコンイメ−ジセンサ− |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56178054A JPS5879756A (ja) | 1981-11-06 | 1981-11-06 | 非晶質シリコンイメ−ジセンサ− |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5879756A true JPS5879756A (ja) | 1983-05-13 |
JPS6211792B2 JPS6211792B2 (ja) | 1987-03-14 |
Family
ID=16041789
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56178054A Granted JPS5879756A (ja) | 1981-11-06 | 1981-11-06 | 非晶質シリコンイメ−ジセンサ− |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5879756A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5887862A (ja) * | 1981-11-20 | 1983-05-25 | Fuji Xerox Co Ltd | 長尺一次元薄膜センサ |
DE3503048A1 (de) * | 1984-02-01 | 1985-08-01 | Sharp K.K., Osaka | Zweidimensionale bildlesevorrichtung |
JPS6130071A (ja) * | 1984-07-23 | 1986-02-12 | Nec Corp | 光電変換素子アレイ |
JPS6331164A (ja) * | 1986-07-24 | 1988-02-09 | Nec Corp | 光電変換素子アレ− |
CN108811476A (zh) * | 2017-04-26 | 2018-11-13 | Tdk株式会社 | 层叠型电子部件 |
-
1981
- 1981-11-06 JP JP56178054A patent/JPS5879756A/ja active Granted
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5887862A (ja) * | 1981-11-20 | 1983-05-25 | Fuji Xerox Co Ltd | 長尺一次元薄膜センサ |
JPS6314872B2 (ja) * | 1981-11-20 | 1988-04-01 | Fuji Xerox Co Ltd | |
DE3503048A1 (de) * | 1984-02-01 | 1985-08-01 | Sharp K.K., Osaka | Zweidimensionale bildlesevorrichtung |
JPS6130071A (ja) * | 1984-07-23 | 1986-02-12 | Nec Corp | 光電変換素子アレイ |
JPS6331164A (ja) * | 1986-07-24 | 1988-02-09 | Nec Corp | 光電変換素子アレ− |
CN108811476A (zh) * | 2017-04-26 | 2018-11-13 | Tdk株式会社 | 层叠型电子部件 |
CN108811476B (zh) * | 2017-04-26 | 2021-01-01 | Tdk株式会社 | 层叠型电子部件 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6211792B2 (ja) | 1987-03-14 |
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